从Mapper到Giser—城市规划师的进阶利器

北京市城市规划设计研究院规划信息中心联合北京城垣数字科技有限责任公司,长期以来一直致力于追踪信息技术发展及其在城市规划领域应用实践的动态,探讨研究规划信息化发展战略、实施路径和应用解决方案。规划信息人•大观借助微信公众平台,呈现对动态跟踪和解读的成果,交流在应用研究与实践中的思考和收获,增进行业信息共享和智慧凝聚,促进规划信息化建设和城乡规划事业发展。

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第38届Esri全球用户大会已闭幕,大会主题是GIS-Ispiring What’s Next,Esri创始人及总裁Jack Dangermond在大会致辞中指出,GIS一直在发展。当前,GIS 在社会的数字化转型中发挥着越来越大的作用,它正在打破组织机构之间的壁垒,促进基于地理信息共享的新合作形式的发展。

GISystem、GIService、GIScience、GISociety

20世纪50年代,计算机兴起并应用于地图制图学中,人们开始有意识地用计算机来处理一些与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据,由此才引发了现代意义上地理信息系统的问世。自1963年地理信息系统(GIS)这一术语首次被提出,到今天历经半个世纪,从默默无闻发展到如今的广泛应用,成为一门成熟的GISystem、多领域应用的GIService、具有生命力的GIScience和欣欣向荣的GISociety。

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图1  国内外GIS发展历程

GIS技术广泛应用于各行各业

目前GIS的应用领域不断壮大,广泛应用于防灾减灾、医疗服务、环境保护、自然资源、房地产、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、社会经济、商业金融等几乎所有领域。

01

防灾减灾应用

今年6月23日至7月11日,一场历经18天的营救泰国清莱府岩洞被困12名野猪少年足球队员及教练的行动,吸引了全世界的目光。泰国矿产资源部(DMR)引进GIS和制图专家,创建各种地图,地下世界和地面联系起来,通过 3D分析与评估,模拟引水方案及逃生井,为救援提供距离和角度的计算。最终7月9日到11日,全部遇险人员陆续获救。

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图2  洞穴横切面地图

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图3  3D模拟逃生井

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医疗服务应用

刚过去的这个冬天,流感在美国疯狂蔓延,药店连锁机构沃尔格林(Walgreens)制作在线互动地图,通过GIS技术对全国8000多个药店开具的抗病毒处方数据做分析,流感活动范围直观展示在地图上,并监测其发展趋势;同时也对处方的内容进行分析汇总,判别不同地区的流感类型,便于人们在接种疫苗时作参考。

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图4  Walgreens在线地图显示了美国流感范围(紫色为流感盛行地区)

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环境保护应用

近几年雾霾已经严重影响了人们的日常生活,如何以最小的经济代价改善大气环境质量成为重中之重。中科宇图结合GIS地图网格化布点,部署微型子站,使监测密度更大、监测空间更广,反应更及时,实现精准找霾,随后对症下药,进行调控措施实施。城镇环境面貌明显改善,特别是在大气污染治理的重点区域。

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图5  网格化重点管控

城市规划师的进阶——从Mapper到Giser

在GIS技术蓬勃发展的今天,对于一名规划师来说并不是一个GIS小白,尤其对于年轻规划师来说,摒弃了纸上画画,墙上挂挂的时代,已然具备制图、分析的Mapper能力。

01

空间数据库支撑数据管理

GIS支撑空间数据管理,支持多源空间数据,提供良好的数据维护更新能力,为基础数据、影像数据、人地房数据、交通数据、市政数据、公服设施等专项数据提供现状空间与属性信息的统一管理、查询、检索、动态更新及显示等服务。

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图6  数据库查询

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图7  地图显示

02

空间统计分析提供合理依据

GIS可以实现缓冲区分析、叠加分析、空间集合分析、拓扑关系查询等空间分析,通过对规划数据的统计分析,可以辅助规划师更好地通过对规划方案的模拟、评估和选择;还可以为城市规划的动态调整提供良好技术支持,使其处于一个通畅的良性循环中。

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图8  缓冲区分析

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图9  生态用地时空分布

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三维分析增强可视性

近年来,随着人们对城市空间环境形象要求的不断提高,城市规划从传统的侧重于功能和经济的二维规划向富于人性化的三维城市空间规划发展。GIS在兼具传统空间分析功能的同时,更强调多维空间信息的可视化与三维空间分析功能,因此在城市规划设计领域具有不可比拟的优势。

通过三维能够直观、形象地展示城市风貌三维现状,通过浏览查询、场景管理、信息编辑、多屏方案比较、图层管理、规划指标计算、通视分析等操作,便于决策者略过二维数据的缺陷进行辅助决策,较多的应用于城市建模和地下管线。

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图10  城市三维模型 

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图11  地下管线

纵观城乡规划领域的信息化发展步伐, GIS技术除了在空间数据管理、统计分析、可视化等方面提供不可或缺的工具之外,二次开发技术、建模技术、WebGIS技术、大数据技术均应用于规划系统服务、规划决策支持、规划公众参与以及规划方案辅助等方面,所以,GIS技术始终在规划信息化发展当中起到了举足轻重的作用,顺应时代发展,作为一名Mapper已然不够,是否需要继续进阶到Giser是规划师需要考虑的问题。

04

二次开发助力系统服务

基于GIS环境的空间查询、统计、分析、展示等功能,应用二次开发技术,开发一套辅助城市规划的信息系统,可以为政府其他部门及企业和市民提供更多的信息服务,为城市建设与规划管理实现办公自动化服务,如规划信息发布系统、规划评估基础数据平台、规划模型建设、规划三维仿真系统等。

如,2016年度GIS科技进步奖一等奖项目《智慧重庆地理编码服务平台建设与应用》项目,广泛应用于应急管理、城乡规划、市政管理等,极大提高了工作效率;2010年中国GIS产业优秀工程金奖项目《重庆地理信息公共服务平台》,为多个部门及单位提供基础支持。

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图12  智慧重庆地理编码服务系统

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图13  重庆地理信息公共服务平台

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建模技术提供决策支持

GIS技术可进行空间辅助决策业务的工作,提取决策模型,运用其强大的数据检索和空间分析功能得到决策分析结果,供决策者参考。还可以对各种规划方案与成果进行定量分析、模拟及预测,促进规划决策的科学性,提高规划设计与管理工作的质量与效率。

如,2015年度,《城乡规划决策支持平台建设与应用》课题中开发的城乡规划决策支持平台,基于网络的主动式规划决策支持服务模式,开发了完整的城乡规划决策支持平台系统,对规划决策支持服务资源聚合技术进行了深入研究,实现了规划空间数据互操作、部件式模型聚合调用等复杂功能,为规划应用研究提供了开放的技术支持。

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图14  规划决策支持模型

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WebGIS带入公众参与

在新型城镇化的背景下,原有的宏伟蓝图式的规划正在悄然改变:规划从技术过程、精英式的增量开发开始向社会过程、公共政策性和自下而上的微小更新转变。WebGIS技术为其创造了十分良好的条件,能够实时与公众交换意见。

如,国内首个规划云平台CITYIF,承接各种公众参与服务,通过政府界面、市民界面和规划师界面来向不同的人群传播与互动。《众规贵阳》实现公众对城市公共空间与设施的满意程度调查,提供广泛征求市民诉求,吸纳公众智慧的城市规划信息共享窗口。

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图15  公众参与平台

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图16  公众参与成果

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大数据技术辅助规划应用

GIS提供大数据处理、分析技术,集成了点聚合、热点、时空立方体等工具,从IT集成设施层、大数据资源层、大数据服务层以及大数据应用层四个层面,解决实时流数据快速接入、实时处理、分析和展示,解决海量位置数据的快速分析问题,提供时空一体化分析。

如,湖南移动人迹地图大数据分析平台利用GA——矢量大数据分析引擎进行时空聚集与迁移分析、移动大数据商业价值挖掘以及基站业务指标空间趋势分析。

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图17  城市道路人流量分析

为实现强化城市规划、提升城市功能和加强城市管理的战略任务,GIS技术在未来的规划决策中将起到越来越重要的作用。如何挖掘GIS的巨大潜能,更好的为规划编制提供服务,为规划管理提供决策,从Mapper到Giser才能够眼界开阔,让GIS技术在城乡规划行业发挥的淋漓尽致!

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